高层建筑智能供配电系统设计研究

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1、高层建筑智能供配电系统设计研究摘要：智能建筑中各大智能化系统的能源必是电能，可见研究出一套经济可靠冃拥有智能化的供配屯系统是非常有必要的。木文通过高层建筑实例，采用电气工程的工程设计方法，按照相关国家标准对智能供配电系统的工程设计做作出相应研究。研究内容分为四部分:10/0.4KV变配电系统设计，供配电设备监控系统设计，电击防护设计，综合防雷设计。设计所需要的工程数据及相关的工程计算公式将查阅相关数据手册和相关书籍。关键词:10/0.4kV变配电系统；供配电设备监控；电击防护；综合防雷1引言供配屯系统是能量的来源则必须要求高可靠性

2、和智能性。而建筑配电面向非电气专业人员，其系统故障带來的损失较中、高压系统小，故其安全问题首要考虑人身安全，因此需设置供配电设备监控系统和必要的电击防护。此外述需设置相应的综合防雷措施。本文将通过建筑实例对高层建筑智能供配电系统设计作相应的研究。2高层建筑10/0.4KV变配电系统设计2」建筑实况木文研究的商住楼由一栋18层高塔楼组成。地下一•层为3米高的停车场，地上一层为商场，地上二层至十八层为住宅口每层高2.7米，总用地面积2000.4平方米，总建筑面积11286平方米。2.2变配电系统结构采用双电源供电口设置自备发电机做备用

3、电源，电气主结线采用双母线带母联断路器并设置独立应急母线。根据建筑结构和内部布局及进线电缆的方式方位设置配电柜，并采用集屮式配置方式装设测控柜。采用放射式接线方式分别接至各个单元配电柜，且每个单元配电柜相应配置集中式的测控柜。从单元配电柜采用树干式接置各楼层的配电柜并同样设置测控柜。对重耍负荷均单独对其供电。备用电源与主供电电源之间由ATS自动切换。2.3负荷计算2.3.1负荷分级根据《民用建筑电气设计规范》该建筑生活照明为三级负荷，建筑内安防系统、信息网络系统为二级负荷，地下停车库、火灾报警及自动消防系统、应急照明为一级负荷。2

4、.3.2负荷计算方法若计算负荷过大，将使设备和导线容量选得过大，成木增加；若计算负荷过小，又将使设备和导线长期处于过负荷运行状态。因此必须确定合理的计算负荷。采用需要系数法选择。计算公式：总有功计算负荷：Pca=EPca.i(1)总无功计算负荷:Qca=ZQca.i(2)总视在计算负荷：Scan=Pcaq+Qcai(3)有功计算负荷：Pca.i=Pn.i*Kd(4)无功计算负荷：Qca.i=Pca.ixtan①(5)视在计算负荷：Sca.i=Pca.i/COS①(6)总电流：Ica.i=Sca.i/(Un)(7)2.3.3负荷计算

5、及变压器的选择根据JGJ16・2008《民用电气设计规范》每户容量可以根据面积分为三类：4kW,6kW,8kWo住宅用电：二类用户共51户，三类用户共17户。Pn=442KW取COS①=0.8Kd=0.4Pca=Kd*Pn=176.8KWQca=Pca*tanO=132.6Kvar其余计算负荷同理计算，最终列出负荷统计总览表。从表屮可得不计平时不用的负荷：Pea总=309.273KWQca总=245.98KvarSea总=395.17KVA。同吋系数Kx取091.0。选择630KVA的变压器。2.4无功补偿计算根据相关规定功率因数

6、应补偿到0.9以上。补偿前：COSO=Pea总/Sea总=0.783COSO提高到0.9：Qca补=Qca总・Sca£i*SINO=96.15Kvar2.5自备发电机容量计算通过负荷总览表则口J算出容量。按照消防负荷和应急负荷中除消防负荷以外的负荷两者中的大者來选择发电机容量。发电机负荷：戸。玄总=116.693KW选择冇功输岀容量为120KW的发电机。2.6导线选择的计算每个住户的导线截面选择：二类用户(6KW)：Pca=Kd*Pn=0.8,Ic=Pc/(1.73UCOSO)=4.6Ao三类用户(8KW)：Pca=Kd*Pn=0

7、.8,Ic=Pc/(1.73UCOS4=6.06Ao为使低压断路器口J靠保护电气设备和线路，要先选择断路器，保证低压断路器动作电流在所选导线载流量Z内，并考虑矫止系数。根据计算数据查于册选择YJV・4*2.5mm2。同理选择其他导线。3供配电设备监控系统设计由于该商住楼的电力系统结构较为简单，可以采用两层结构式的综合门动化结构，由通信层和现场保护测控层组成。控制屮心的监控计算机与通信控制器之间采用RS-232通信接口，通信控制器与现场I/O设备之间采用RS-485通信接口。现场I/O的配置方式采用集屮式配置在每个测控柜中。4供配电

8、系统电击防护设计在建筑场所因面对的是非电气专业人员，故主要的防护重点是间接电击。该楼配电线路选用TN—S系统，故障时可降低接触电压，增大短路电流，使过电流保护器可靠动作切断电源。大型设备采取绝缘、屏护和间距，防止人员有意或无意接触从而导致电击危险。